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Die Erfindung betrifft eine aktive Kopfstütze für eine Rückenlehne eines Fahrzeugsitzes, insbesondere für Personenkraftwagen, mit den im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Merkmalen.
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Es ist bekannt, zur Herstellung eines schnellen Kontaktes zwischen dem Kopf der auf dem Fahrzeugsitz von Kraftfahrzeugen befindlichen Person und der Kopfstütze, so auch von Personenkraftwagen, bei einem Heckcrash die Kopfstütze unabhängig von den individuellen Verhältnissen der auf dem Fahrzeugsitz befindlichen Person im Wesentlichen schlagartig durch Bewegung in Richtung des Kopfbereiches von der Normalposition in die Crashposition zu bewegen, so dass der Kopf möglichst verletzungsfrei aufgefangen wird.
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In der Druckschrift
DE 100 41 529 A1 ist ein Fahrzeugsitz offenbart, der eine Rückenlehne aufweist, an deren oberem Ende eine Kopfstütze angeordnet ist. Die Kopfstütze umfasst ein im Wesentlichen starr in der Rückenlehne gehaltertes Kopfstützen-Hinterteil und ein um eine im Wesentlichen horizontale Drehachse, insbesondere am oberen Ende des Kopfstützen-Hinterteils, schwenkbares Kopfstützen-Vorderteil, mit einer Antriebseinrichtung zum Nach-Vorn-Schwenken des Kopfstützen-Vorderteils um die Drehachse, welches auf ein einen Fahrzeugaufprall kennzeichnendes Steuersignal anspricht.
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So ist beispielsweise nach der
DE 198 50 758 A1 eine Kopfstützanordnung bekannt, bei der die Kopfstütze bei einem Heckcrash aus ihrer Normalposition in die Crashposition schwenkbar ist. Um dieses zu erreichen, ist in den Rahmen der Rückenlehne eine sich über den gesamten Auflagebereich des Rückens der auf dem Fahrzeugsitz befindlichen Person erstreckende elastische Druckplatte angeordnet, deren oberes Ende über einen Lordosenquerdraht mit einer in den Seitenholmen des Rahmens der Rückenlehne gelagerten Exzenterwelle in Wirkverbindung steht. An dieser sind zwei im Kopfblech des Rahmens der Rückenlehne über ein Trägerblech drehbar und verschiebbar angeordnete Kopfstützrohre angelenkt, in denen Haltestangen geführt sind, die die Kopfstütze tragen.
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Kommt es unter Berücksichtigung dieser Kopfstützanordnung zu einem Heckcrash, so führt das durch die schlagartig auf die Rückenlehne und damit auf die elastische Druckplatte wirkende erhöhte Druckkraft zu einer Veränderung der Position der unten mit dem Rahmen der Rückenlehne fest verbundenen elastischen Druckplatte, indem diese und damit auch das obere Ende der elastischen Druckplatte verschoben wird. Das aber führt über den Lordosenquerdraht zu einer Drehung der Exzenterwelle mit ihren beiden exzentrischen Hebelarmen. Diese Drehbewegung der Exzenterwelle hat zur Folge, dass die mit der Exzenterwelle in Verbindung stehenden, im Kopfblech des Rahmens der Rückenlehne über das Trägerblech drehbar und verschiebbar angeordneten Kopfstützrohre und damit die Kopfstütze schlagartig von der Normalposition in die Crashposition verschwenkt wird. Da unmittelbar nach erfolgtem Heckcrash die auf die elastische Druckplatte wirkende erhöhte Druckkraft wieder aufgehoben wird, ist das auch wieder mit einem Verschwenken der Kopfstütze von der Crashposition in die Normalposition verbunden.
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Es hat sich jedoch gezeigt, dass es nicht immer den Erfordernissen entspricht, wenn unmittelbar nach erfolgtem Heckcrash, also nach dem Aufheben der erhöhten, auf die elastische Druckplatte wirkenden Druckkraft, die Kopfstütze wieder von der Crashposition in die Normalposition zurückkehrt. Vielmehr ist es zweckmäßig, wenn die Crashposition der Kopfstütze kurzzeitig auch dann noch beibehalten wird, wenn der erhöhte Druck von der elastischen Druckplatte bereits genommen ist. Das aber wird durch die bekannten Kopfstützanordnungen nicht ermöglicht.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine aktive Kopfstütze für eine Rückenlehne eines Fahrzeugsitzes, insbesondere für Personenkraftwagen, entsprechend dem Oberbegriff von Anspruch 1 zu schaffen, durch die die Crashposition der Kopfstütze nach einem Heckcrash kurzzeitig auch dann noch aufrecht erhalten wird, wenn auf die elastische Druckplatte nicht mehr die aus dem Heckcrash resultierende erhöhte Druckkraft wirkt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine aktive Kopfstütze mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst. Dadurch, dass den Kopfstützrohren unmittelbar, oder mittelbar über die Exzenterwelle, und damit der Kopfstütze eine Rücklaufsperre oder eine Rücklaufbremse in Form einer federbelasteten Zahnpaarung, einer pneumatischen Dämpfungseinrichtung, einer Reibpaarung zugeordnet ist, derart, dass durch diese nach Einnahme der Crashposition der Kopfstütze und der sich anschließenden Aufhebung der Druckbeanspruchung der in den Rahmen der Rückenlehne integrierten elastischen Druckplatte bei weiterhin erfolgter Belastung der Kopfstütze ihr Zurückschwenken in die Normalposition zeitlich verzögerbar ist, wird erreicht, dass bei einem Heckcrash die dabei eingenommene Crashposition der Kopfstütze auch noch dann kurzzeitig aufrecht erhalten wird, wenn auf die elastische Druckplatte die aus dem Heckcrash resultierende erhöhte Druckkraft nicht mehr wirkt.
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Zur Erzielung der durch die Erfindung beabsichtigten Wirkung besteht gemäß einer ersten bevorzugten Ausgestaltung die den Kopfstützrohren und damit der Kopfstütze zugeordnete Rücklaufbremse in Form einer pneumatischen Dämpfungseinrichtung aus einem, über eine der gleichzeitig den Lordosenquerdraht aufnehmenden, in Form eines Winkelhebels ausgebildeten Endplatten an die Exzenterwelle angelenkten Pneumatikzylinder. In diesem ist ein nach Art eines Kolbens feststehender Dämpfer angeordnet, der mit der Atmosphäre in Verbindung stehende, als Einlass dienende Ansaugkanäle sowie auf seiner der Endplatte zugerichteten Seite ein einseitig wirkendes Ventil, das zweckmäßigerweise als Gummiventil ausgebildet ist, besitzt. Dabei ist dem Gummiventil eine ebenfalls mit der Atmosphäre in Verbindung stehende, als Auslass dienende Ausgleichsbohrung nachgeordnet. Die als Einlass dienenden Ansaugkanäle des feststehenden Dämpfers der pneumatischen Dämpfungseinrichtung sind als Durchgangskanäle in Form einer Nut ausgebildet und gleichmäßig verteilt am äußeren Umfang des feststehenden Dämpfers angeordnet.
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Ausgehend von dieser Ausbildung der pneumatischen Dämpfungseinrichtung ist diese parallel zu der die Exzenterwelle und damit die Kopfstützrohre in ihrer Normalposition haltenden Zugfeder angeordnet und gemeinsam mit der Zugfeder über die Endplatte an die Exzenterwelle angelenkt. Um bei dieser Anordnung der pneumatischen Dämpfungseinrichtung keinen zusätzlichen umbauten Raum zu beanspruchen, ist diese vorteilhaft zentrisch innerhalb der die Exzenterwelle und damit die Kopfstütze in ihrer Normalposition haltenden Zugfeder angeordnet, wobei der feststehende Dämpfer über eine Dämpferlagerung mit einem der Seitenholme des Rahmens der Rückenlehne in Verbindung steht, an der die Zugfeder ebenfalls angelenkt ist.
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Damit bei dieser Anordnung der pneumatischen Dämpfungseinrichtung ein störungsfreies Arbeiten sowohl der Dämpfungseinrichtung als auch der Zugfeder gewährleistet wird, ist nach dem Einhängen des Pneumatikzylinders über eine Buchse in einen mit der Endplatte kraftschlüssig verbundenen Lagerbolzen dieser Bereich, der auch die Aufhängung der Zugfeder mit einschließt, verschließbar.
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Erfolgt bei Einbau dieser pneumatischen Dämpfungseinrichtung in die Rückenlehne eines Fahrzeugsitzes ein Heckcrash, so wird durch die dabei durch die elastische Druckplatte bewirkte Drehung der Exzenterwelle der Pneumatikzylinder schlagartig nach oben bewegt. Das hat zur Folge, dass über die Ansaugkanäle des feststehenden Dämpfers durch das entstehende Vakuum über dem Dämpfer und damit dem Gummiventil Luft aus der Atmosphäre angesaugt wird, die bei geöffnetem Gummiventil in den diesem nachgeordneten Raum innerhalb des Pneumatikzylinders gelangt und hier zu einem Druckaufbau führt, der abgeschlossen ist, wenn die Kopfstütze ihre Crashposition erreicht hat. Da zu diesem Zeitpunkt ein weiteres Ansaugen von Luft nicht mehr erfolgt, der Druck der Luft in dem Gummiventil nachgeordneten Raum jedoch größer ist als der Druck der Atmosphäre, schließt das Gummiventil. Ist dieses geschlossen, so kann die Luft über die als Auslass dienende Ausgleichsbohrung entweichen, wobei die Kopfstütze so lange in der Crashposition verbleibt, bis beim Entweichen der Luft aus dem Gummiventil nachgeordneten Raum in diesem ein derartiger Druckabfall eingetreten ist, bei dem die Kraft der Zugfeder der Kraft der auf den Pneumatikzylinder wirkenden Luft wieder überwiegt. Ist dieser Zeitpunkt erreicht, wird die Kopfstütze zurück in die Normalposition geholt.
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Um die durch die Erfindung beabsichtigte Wirkung durch eine den Kopfstützrohren und damit der Kopfstütze zugeordnete Rücklaufsperre in Form einer federbelasteten Zahnpaarung zu erreichen, besteht diese gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung aus einer Verzahnung nach Art einer Zahnstange und aus einer mit dieser bei einem Heckcrash in Wirkverbindung stehenden Rastung. Diese besitzt mehrere Zähne und ist Bestandteil eines Rastbausteines, dem ein den Abstand zur Verzahnung nach Art einer Zahnstange haltender Federkörper zugeordnet ist, der in Form einer Blattfeder ausgebildet ist. Die Verzahnung nach Art einer Zahnstange ist bei dieser federbelasteten Zahnpaarung Bestandteil einer Rastplatte, die unmittelbar oder mittelbar gemeinsam mit der Rastung mit den Kopfstützrohren in Wirkverbindung steht.
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Bei dieser federbelasteten Zahnpaarung besitzen sowohl die Rastung als auch die Verzahnung nach Art einer Zahnstange eine ausschließlich entgegen der Rückstellbewegung der Kopfstütze wirkende Zahnstellung. Dabei verläuft sowohl die der Exzenterwelle zugerichtete Flanke der Zähne der Verzahnung nach Art einer Zahnstange, als auch die der Kopfstütze zugerichtete Flanke der Zähne der Rastung vorzugsweise horizontal.
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Ist diese den Kopfstützrohren und damit der Kopfstütze zugeordnete Rücklaufsperre in Form einer federbelasteten Zahnpaarung für den Einbau in die Rückenlehne eines Fahrzeugsitzes vorgesehen, so ist diese in das die drehbar und verschiebbar angeordneten Kopfstützrohre über das Trägerblech aufnehmende Kopfblech integriert.
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Kommt es bei Anwendung dieser federbelasteten Zahnpaarung in der Rückenlehne eines Fahrzeugsitzes zu einem Heckcrash, so wird durch das Verschwenken der Kopfstützrohre und damit des Kopfbleches die die Verzahnung nach Art einer Zahnstange tragende Rastplatte mitgenommen, indem sie nicht nur nach oben bewegt wird, sondern auch eine Schwenkbewegung ausführt. Dabei greifen die Zähne der Verrastung in die der Rastung ein, so dass eine Arretierung der Kopfstütze in ihrer Crashposition erfolgt. Diese Arretierung wird so lange aufrecht erhalten, bis nach Aufhebung des auf die elastische Druckplatte wirkenden Druckes die Zähne der Verzahnung nach Art einer Zahnstange aus den Lücken der Zähne der Rastung herausgelaufen sind und somit der Weg freigegeben wird, damit die Kopfstütze wieder in die Normalposition zurückgeführt werden kann. Dabei ist in Abhängigkeit von der Höhe der Zähne sowohl der Rastung als auch der Verzahnung nach Art einer Zahnstange nach dem Aufheben der aus dem bei einem Heckcrash auf die elastische Druckplatte ausgeübten Druck resultierenden Kraft die Zeitverzögerung der Entfernung der Zähne der Verzahnung aus den Lücken der Zähne der Rastung und damit der Übergang der Kopfstütze von der Crashposition bis zum Einnehmen der Normalposition bestimmbar.
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Selbstverständlich ist die durch die Erfindung beabsichtigte Wirkung unabhängig von der jeweiligen Ausbildung auch durch jede andere in den Rahmen der Rückenlehne eines Fahrzeugsitzes integrierte Rücklaufsperre oder Rücklaufbremse erreichbar, indem beispielsweise eine Reibpaarung zur Anwendung kommt, die nach dem Prinzip der an sich bekannten Reibungskupplungen ausgebildet ist. Diese Ausbildungen schließt die Erfindung beim Einbau in die Rückenlehne eines Fahrzeugsitzes ebenso ein, wie die Anwendung der Erfindung bei einer Anordnung der Kopfstützrohre, bei der diese unmittelbar mit der Exzenterwelle in Verbindung stehen.
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Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.
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Die Erfindung wird nachfolgend an zwei Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 den Rahmen einer Rückenlehne eines Fahrzeugsitzes;
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2 eine Teilansicht im Schnitt einer der Kopfstütze zugeordneten, als pneumatische Dämpfungseinrichtung ausgebildeten Rücklaufbremse;
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3 die pneumatische Dämpfungseinrichtung nach 2 im Schnitt in der Einbauposition;
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4 eine der Kopfstütze zugeordnete, als federbelastete Zahnpaarung ausgebildete Rücklaufbremse;
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5 die Seitenansicht der federbelasteten Zahnpaarung nach 4 im montierten Zustand bei eingefahrener Kopfstütze;
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6 die Seitenansicht der federbelasteten Zahnpaarung nach 4 in einer Position, die dem ausgefahrenen Zustand der Kopfstütze entspricht und
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7 die Einzelheit A nach 6.
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Wie die 1 zeigt, ist in die Seitenholme 1, 2 eines Rahmens 3 einer Rückenlehne eines Fahrzeugsitzes eine Exzenterwelle 4 drehbar gelagert angeordnet, die im Bereich ihrer Lagerung mit zwei Endplatten 5, 6 in Verbindung steht. Diese nehmen einen nicht weiter dargestellten Lordosenquerdraht auf, der gegebenenfalls über Lordosenlängsdrähte mit der ebenfalls nicht weiter gezeigten, in den Rahmen 3 integrierten, durch Druck beanspruchbaren, elastischen Druckplatte in Verbindung steht. Der horizontal verlaufende Abschnitt 7 der Exzenterwelle 4 steht mit dem Kopfblech 8 des Rahmens 3 über ein Trägerblech 8' in Verbindung, das zwei drehbar und verschiebbar angeordnete Kopfstützrohre 9, 10 aufnimmt, in denen Haltestangen 11, 12 geführt sind, die die Kopfstütze 13 tragen. Der Abschnitt 7 der Exzenterwelle 4 steht unter der Kraft einer die Kopfstützrohre 9, 10 und damit die Kopfstütze 13 in der Normalposition haltenden Zugfeder 14, die in dem Seitenholm 1 angeordnet ist und dabei einerseits über die Endplatte 5 an dem Abschnitt 7 der Exzenterwelle 4 befestigt ist und andererseits mit einer am Seitenholm 1 vorgesehenen Dämpferlagerung 15 in Verbindung steht. Ausgehend von dieser Ausbildung des Rahmens 3 der Rückenlehne ist bei Verwendung einer Rücklaufbremse in Form einer pneumatischen Dämpfungseinrichtung 16 gemäß 2 und 3 diese zwecks kurzzeitiger Aufrechterhaltung der Crashposition der Kopfstütze 13 bei einem Heckcrash, wenn auf die elastische Druckplatte keine aus dem Heckcrash resultierende erhöhte Druckkraft mehr wirkt, im Bereich der Zugfeder 14 angeordnet. Kommt jedoch eine Rücklaufsperre in Form einer federbelasteten Zahnpaarung gemäß 4 bis 7 zur Anwendung, so ist diese über das Trägerblech 8' in das Kopfblech 8 des Rahmens 3 integriert.
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Die als pneumatische Dämpfungseinrichtung 16 ausgebildete Rücklaufbremse nach 2 und 3, die zentrisch innerhalb der Zugfeder 14 angeordnet ist, besteht aus einem Pneumatikzylinder 18, in dem ein feststehender Dämpfer 19 nach Art eines Kolbens angeordnet ist. Dieser besitzt als Einlass dienende Ansaugkanäle 20, die als mit der Atmosphäre in Verbindung stehende Durchgangskanäle ausgebildet, am äußeren Umfang des feststehenden Dämpfers 19 gleichmäßig verteilt angeordnet sind. Oberhalb des feststehenden Dämpfers 19 ist ein einseitig wirkendes, als Gummiventil ausgebildetes Ventil 21 angeordnet, das gleichzeitig den Raum 22 innerhalb des Pneumatikzylinders 18 begrenzt, der oberhalb des feststehenden Dämpfers 19 ausgebildet ist. Über die als Auslass dienende Ausgleichsbohrung 23 steht der Raum 22 ebenfalls mit der Atmosphäre in Verbindung. Während die Dämpferlagerung 15, an der auch die Zugfeder 14 befestigt ist, den feststehenden Dämpfer 19 der pneumatische Dämpfungseinrichtung 16 kraftschlüssig aufnimmt, steht der Pneumatikzylinder 18 mit der Endplatte 5 in Verbindung, wobei ein Einhängen des Pneumatikzylinders 18 über eine Buchse 24 in einen Lagerbolzen 25 erfolgt. Nach dem Einhängen des Pneumatikzylinders 18 ist dieser Bereich der Endplatte 5, in dem auch die Zugfeder 14 befestigt ist, um eine Störanfälligkeit auszuschließen, verschließbar. Während die Ausnehmung 26 der Endplatte 5 den Lordosenquerdraht aufnimmt, dient die Bohrung 27 der Aufnahme der Exzenterwelle 4 und die Bohrung 28 der Befestigung der Endplatte 5 am Seitenholm 1 des Rahmens 3 (1).
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Insbesondere der 2 kann als Wirkung entnommen werden, dass bei einem Heckcrash durch die schlagartige Bewegung des Pneumatikzylinders 18 und damit durch seine hohe Beschleunigung nach oben entgegen der Kraft der Zugfeder 14 durch das dabei in dem Raum 22 entstehende Vakuum über die Ansaugkanäle 20 aus der Atmosphäre Luft angesaugt wird, so dass in dem Raum 22 zunächst ein Überdruck entsteht. Hat die Kopfstütze 13 (1) ihre Crashposition erreicht, schließt das einseitig wirkende, als Gummiventil ausgebildete Ventil 21 und die Kopfstütze 13 wird zunächst in ihrer Crashposition gehalten, bis nach dem sich anschließenden Druckabbau in dem Raum 22 über die Ausgleichsbohrung 23 die Kraft der Zugfeder 14 der aus dem Druck im Raum 22 resultierenden Kraft wieder überwiegt, was mit dem Zurückholen der Kopfstütze 13 in ihre Normalposition verbunden ist.
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Die als Rücklaufsperre ausgebildete, federbelastete Zahnpaarung 17 besteht gemäß 4 im Wesentlichen aus einer Verzahnung 29 nach Art einer Zahnstange und aus einer mehrere Zähne 30 besitzenden Rastung 31. Während die Verzahnung 29 nach Art einer Zahnstange Bestandteil einer Rastplatte 32 ist, ist die Rastung 31 Bestandteil eines Rastbausteines 33. Dabei ist diesem ein Federkörper 34 in Form einer Blattfeder zugeordnet, durch den ein Abstand zwischen der Rastung 31 und der Verzahnung 29 in der Normalposition der Kopfstütze 13 gewährleistet wird.
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Wie sowohl die 5 als auch die 6 zeigt, ist die federbelastete Zahnpaarung 17 gemäß 4 in einen Baustein 35 integriert, der über das Trägerblech 8' dem Kopfblech 8 des Rahmens 3 der Rückenlehne gemäß 1 zugeordnet ist. Ist die Kopfstütze 13 eingefahren, nimmt diese also ihre Normalposition ein, so ist die Verzahnung 29 sowie die Rastung 31 gemäß 5 mit Abstand zueinander angeordnet. Die Zähne 30 der Rastung 31 sowie die Zähne 36 der Verzahnung 29 greifen somit nicht ineinander, so dass durch die federbelastete Zahnpaarung 17 auch keine Arretierung der Kopfstütze 13 erfolgt. Diese erfolgt durch die federbelastete Zahnpaarung 17 jedoch unmittelbar bei einem Heckcrash, bei dem durch Drehung und Verschiebung der über das Trägerblech 8' vom Kopfblech 8 des Rahmens 3 aufgenommenen Kopfstützrohre 9, 10 und dem damit verbundenen Ausfahren der Kopfstütze 13, wobei diese eine Crashposition einnimmt, die Zähne 36 der Verzahnung 29 in die Lücken 37 der Zähne 30 der Rastung 31 eingreifen, wie die 6 und 7 zeigen. Wird nach erfolgtem Heckcrash der auf die elastische Druckplatte wirkende Druck aufgehoben, so erfolgt ein Herauslaufen der Zähne 36 der Verzahnung 29 aus den Lücken 37 der Zähne 30 des Rastung 31. Dabei bestimmen die Höhe der Zähne 30, 36 und damit ihre Flanken 38, 39 die zu erzielende Zeitverzögerung bis zum Zurückkehren der Kopfstütze 13 aus der Crashposition in die Normalposition, was gleichzeitig damit verbunden ist, dass nach dem Einfahren der Kopfstütze 13 und der rückläufigen Schwenkbewegung des Trägerbleches 8', in das der Baustein 35 integriert ist, die Rastplatte 32 mit der Verzahnung 29 ebenfalls wieder die aus 5 ersichtliche Position einnimmt, bei der die Verrastung der Kopfstütze 13 aufgehoben ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Seitenholme
- 2
- Seitenholme
- 3
- Rahmen
- 4
- Exzenterwelle
- 5
- Endplatten
- 6
- Endplatten
- 7
- horizontal verlaufender Abschnitt
- 8
- Kopfblech
- 8'
- Trägerblech
- 9
- Kopfstützrohre
- 10
- Kopfstützrohre
- 11
- Haltestangen
- 12
- Haltestangen
- 13
- Kopfstütze
- 14
- Zugfeder
- 15
- Dämpferlagerung
- 16
- pneumatische Dämpfungseinrichtung
- 17
- federbelastete Zahnpaarung
- 18
- Pneumatikzylinder
- 19
- feststehender Dämpfer
- 20
- Ansaugkanäle
- 21
- einseitig wirkendes Ventil
- 22
- Raum
- 23
- Ausgleichsbohrung
- 24
- Buchse
- 25
- Lagerbolzen
- 26
- Ausnehmung
- 27
- Bohrungen
- 28
- Bohrungen
- 29
- Verzahnung nach Art einer Zahnstange
- 30
- Zähne
- 31
- Rastung
- 32
- Rastplatte
- 33
- Rastbaustein
- 34
- Federkörper
- 35
- Baustein
- 36
- Zähne
- 37
- Lücken
- 38
- Flanken
- 39
- Flanken
